复合地基结构及施工方法与流程

1.本发明涉及软土地基技术领域，尤其涉及一种复合地基结构及施工方法。


背景技术：

2.软土地基沉降是常见的岩土工程病害之一。其原始防治措施主要是换土垫层法，现代防止措施主要有桩承式加筋垫层法和加筋锚固法。几种方法复合地基均可以改善地基承载力不足、土体抗剪强度不足的缺点，进而减少路基的不均匀沉降，增强了路堤整体的稳定性。
3.现有方法或多或少存在一定的问题，如土壤载荷存在分布不均匀的情况，桩体和软质土壤相互作用力相对较小，容易出现土壤沉降问题。


技术实现要素：

4.本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种复合地基结构及施工方法，钻孔后设置穿设软土区的预制桩体，并通过在钻孔内设置扩孔，并配合穿孔增加底部软土的渗透孔隙，以在注浆后在软土区形成与桩体相互作用的混凝土脉络，加强软土强度。
5.本发明的技术方案如下：
6.一种复合地基结构，包括：硬土层和覆盖在硬土层表面的软土层；经由软土层按照设计要求等间距的开设有若干桩体孔；桩体孔内插设有桩体，在桩体顶部设置可搭设在桩体孔顶部外沿的的帽体部，并在帽体部与桩体孔顶部密封；
7.在桩体孔内间隔的扩径形成扩径槽，并对应扩径槽在桩体侧面成型有配合槽，配合槽内预埋有加强筋，并对应桩体配合槽竖直穿设灌浆管至扩径槽的内端侧，灌浆管侧壁上开设若干灌浆孔进行静压注射灌浆，以将混凝土浆液填满钻孔，并向软土层的土壤内渗透形成混凝土脉络，扩径槽和配合槽可在混凝土凝固后与混凝土脉络形成配合结构，增加土壤强度；沿桩体外沿贴合扩径槽的内端侧向下穿设形成穿孔，以在使得地基形成较多的通孔，并可一定程度降低扩径槽外沿处泥土的强度，更易形成混凝土浆液渗透。
8.进一步的，在帽体部与桩体孔顶部填设密封垫层进行密封。
9.进一步的，配合槽设计的高度略小于扩径槽。
10.进一步的，穿孔朝向桩体孔倾斜设置。
11.进一步的，穿孔倾斜角度存在差异。
12.进一步的，靠外侧的穿孔倾角相对更大。
13.进一步的，软土层对应桩体孔桩体孔开设有装配槽，用于桩体的放置，桩体的帽体部嵌设在装配槽内；穿孔圆周分布在装配槽内；灌浆管等间距呈圆周分布。
14.进一步的，在桩体的外侧填设刚性填料，刚性填料填设高度低于桩体顶部的高度，并在与桩体的孔隙处填设柔性填料，以铺满整个装配槽，柔性填料铺设高度高于桩体顶部，并在柔性填料上方铺设刚性基础层。
15.进一步的，密封垫层选用粉煤灰、自然土及弹性填充料混合的填土，并加少量水逐层夯实；弹性填充料可以选择回收的橡胶碎料或者其他弹性的废料；刚性填料选择碎砖、碎石等刚性填料；柔性填料中混合有弹性填充料；刚性基础层选择混凝土。
16.上述复合地基施工方法如下：
17.1.根据设计要求钻孔至硬土层；
18.2.在形成的桩体孔内间隔扩孔，形成的扩径槽高度为1-2m，扩径深度为20-50mm，扩孔槽间隔为1-3m；
19.3.在桩体孔顶部开设装配槽，并在桩体孔边缘铺设5-30cm厚的密封垫层；
20.4.插入桩体，桩体顶部的帽体部41搭设在密封垫层上，并进一步压实密封垫层；
21.5.对应穿孔方向进行钻孔，直径为30-100mm；
22.6.对应扩径槽内端侧位置钻孔，钻孔位置适当避让穿孔，并将灌浆管通过锤击方式压入至钻孔内，灌浆管直径为60mm，喷浆孔径为5-10mm，喷浆孔高度间隔为0.3-0.5m，并密封钻孔；
23.7.注浆并保压，保压压力为0.3-0.8mpa，时间为10-20min，保压期间在穿孔上方振荡压实；
24.8.取管后，依次铺设刚性填料及柔性填料，并在压实后进一步铺设刚性基础层。
25.本发明中的有益效果：通过设置竖直穿设扩径槽的灌浆管，并在扩径槽外沿设置穿孔，使得地基形成较多的通孔，并可一定程度降低扩径槽外沿处泥土的强度，更易形成混凝土浆液渗透，形成相互作用的混凝土脉络，增加土壤强度；
26.通过设置刚性填料和柔性填料横向间隔分布，可以平衡软土层上方土壤的横向载荷，使得土壤不易产生横向的位移，进而使得在承载后桩体主要收到竖直方向的作用力，地基结构稳定。
附图说明
27.附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：
28.图1为本发明提出的复合地基结构示意图(仅示出了一处混凝土脉络)；
29.图2为桩体帽体部与填料的配合结构的放大图；
30.图3为桩体的配筋及结构；
31.图4为桩体与的俯视图。。
32.图中：
33.1-硬土层；
34.2-软土层；21-桩体孔；22-装配槽；23-扩径槽；
35.3-刚性基础层；
36.4-桩体；41-帽体部；42-配合槽；43-加强筋；44-密封垫层；
37.5-灌浆管；
38.6-穿孔；
39.7-混凝土脉络；
40.8-刚性填料；
41.9-柔性填料。
具体实施方式
42.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
43.所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
44.参照图1-4，一种复合地基结构，包括：硬土层1和覆盖在硬土层1表面的软土层2；经由软土层2按照设计要求等间距的开设有若干桩体孔21，本实例中，桩体孔21延伸至硬土层1；桩体孔21内插设有桩体4，桩体4根据钻孔深度预制成型，并在桩体4顶部设置可搭设在桩体孔21顶部外沿的的帽体部41，并在帽体部41与桩体孔21顶部填设密封垫层44进行密封；
45.在桩体孔21内间隔的扩径形成扩径槽23，并对应扩径槽23在桩体4侧面成型有配合槽42，配合槽42内预埋有加强筋43，本实例中，配合槽42设计的高度略小于扩径槽23；并对应桩体配合槽42竖直穿设灌浆管5至扩径槽23的内端侧，灌浆管5侧壁上开设若干灌浆孔进行静压注射灌浆，以将混凝土浆液填满钻孔，并向软土层2的土壤内渗透形成混凝土脉络7，同时扩径槽23和配合槽42可在混凝土凝固后与混凝土脉络7形成配合结构，增加土壤强度；
46.为增加灌浆管5对软土层2径向及竖直方向的灌注深度，沿桩体4外沿贴合扩径槽23的内端侧向下穿设形成穿孔6，在软土层2于扩径槽23外沿处形成若干穿孔，在使得地基形成较多的通孔，并可一定程度降低扩径槽23外沿处泥土的强度，更易形成混凝土浆液渗透。本实例中，穿孔6设置为多组(两组)，并朝向桩体孔21倾斜设置，也利于底部混凝土浆液渗透，加强软土层整体的强度；同时，穿孔6倾斜角度存在差异，即靠外侧的穿孔6倾角相对更大，主要出于上方的软土层强度相对较小，更易与穿透，下方的软土由于载荷更大，需要降低穿孔的间隔。
47.另外，考虑到施工便利性，软土层对应桩体孔21开设有(同心设置的)装配槽22，用于桩体4的放置，此时桩体4的帽体部41嵌设在装配槽22内；此时，如图4，穿孔6圆周分布在装配槽22内；灌浆管5等间距呈圆周分布。
48.灌浆保持一定时间后，将灌浆管抽出，并在桩体4的外侧填设刚性填料8，即在装配槽22贴合槽壁填设刚性填料，刚性填料8填设高度低于桩体4顶部的高度，并在与桩体4的孔隙处填设柔性填料9，以铺满整个装配槽22，柔性填料9铺设高度高于桩体4顶部，并在柔性填料9上方铺设刚性基础层3。设置刚性填料8和柔性填料9横向间隔分布，可以平衡软土层上方土壤的横向载荷，使得土壤不易产生横向的位移，进而使得在承载后桩体主要收到竖直方向的作用力，地基结构稳定。
49.需要说明的是，上述填料中，密封垫层44选用粉煤灰、自然土及弹性填充料混合的填土，并加少量水逐层夯实，弹性填充料可以选择回收的橡胶碎料或者其他弹性的废料；刚性填料8选择碎砖、碎石等刚性填料；柔性填料9选择市面常用的填料种类，如沥青、聚苯乙烯板块等，并也在其中混合有弹性填充料；刚性基础层3则可选择混凝土。
50.上述复合地基施工方法如下：
51.1.根据设计要求钻孔至硬土层1；
52.2.在形成的桩体孔21内间隔扩孔，形成的扩径槽23高度为1-2m，扩径深度为20-50mm，扩孔槽间隔根据实际需要选择，一般为1-3m；
53.3.在桩体孔21顶部开设装配槽22，并在桩体孔边缘铺设5-30cm厚的密封垫层44；
54.4.插入桩体4，桩体4顶部的帽体部41搭设在密封垫层44上，并进一步压实密封垫层44；
55.5.对应穿孔6方向进行钻孔，直径为30-100mm；
56.6.对应扩径槽23内端侧位置钻孔，钻孔位置适当避让穿孔6，并将灌浆管5通过锤击方式压入至钻孔内，灌浆管5直径为60mm，喷浆孔径为5-10mm，喷浆孔高度间隔为0.3-0.5m，并通过封孔水泥砂浆密封钻孔；
57.7.注浆并保压，保压压力为0.3-0.8mpa，时间为10-20min，保压期间在穿孔6上方振荡压实，以促进穿孔6周边的土壤破碎并贯通，便于水泥砂浆(轴向及径向)流通，形成轴向及径向随机分布粘连的混凝土脉络7；
58.8.取管后，依次铺设刚性填料8及柔性填料9，并在压实后进一步铺设刚性基础层3。
59.本技术中，未详细说明的结构及连接关系均为现有技术，其结构及原理已为公知技术，在此不再赘述。
60.以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。